專利名稱：一種火車輪生產(chǎn)綜合壓力機(jī)及火車輪生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于火車輪加工工藝領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種火車輪生產(chǎn)綜合壓力機(jī)及火車輪生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
我國火車輪生產(chǎn)從1964年開始到現(xiàn)在已經(jīng)有50多年的歷史，其生產(chǎn)工藝屬于四機(jī)組生產(chǎn)工藝?！八臋C(jī)組”指該生產(chǎn)線主要核心設(shè)備由鐓粗壓力機(jī)、成型壓力機(jī)、車輪軋機(jī)、壓彎沖孔壓力機(jī)組成，其工藝流程為加熱好的鋼坯經(jīng)過高壓水除磷后送入鐓粗壓力機(jī)進(jìn)行鐓粗、壓痕，然后再送入成型壓力機(jī)進(jìn)行鍛壓成型，鍛壓成型的毛坯送入車輪軋機(jī)進(jìn)行軋制，軋制好的毛坯再送入壓彎沖孔壓力機(jī)進(jìn)行壓彎沖孔。2000年8月，第17卷，第4期的《軋鋼》第34頁公開了一篇名稱為《馬鋼火車輪 生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)改造》(作者張高萍，武立倉，劉會(huì)強(qiáng))的文獻(xiàn)，其中指出馬鋼進(jìn)行新工藝改造之后參照工業(yè)發(fā)達(dá)國家的車輪生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及國際標(biāo)準(zhǔn)要求，采用先熱處理后機(jī)加工工藝，工藝為鋼錠切割一加熱一30MN水壓機(jī)墩粗一80MN水壓機(jī)成型一臥式車輪軋機(jī)軋制一3(MN水壓機(jī)壓彎、沖孔、打印一等溫一淬火一回火一性能檢查一拋丸除鱗一半成品尺寸檢查一機(jī)加工一冷打字一超聲波探傷一磁粉探傷一拋丸(強(qiáng)化輻板)一靜平衡試驗(yàn)一鉆鏜注油孔—成品(尺寸及硬度)檢查一涂油、包裝一入庫等步驟。改進(jìn)前的工藝為鋼錠切割一加熱—30MN水壓機(jī)墩粗一80MN水壓機(jī)成型一臥式車輪軋機(jī)軋制一30MN水壓機(jī)壓彎、沖孔、打印一等溫一淬火一回火一檢查一入庫。2003年第5期的《鍛壓技術(shù)》中，公開了一篇名稱為《火車車輪成形工藝研究及有限元模擬》(作者郭曉霞)的文獻(xiàn)，文中第二部分關(guān)于火車車輪成形工藝的描述指出，目前，國內(nèi)外車輪成形方法主要有鑄造法、全模鍛法和鍛造軋制法。鍛造軋制法又稱壓軋法，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。其生產(chǎn)包括鋼坯加熱、鐓粗、預(yù)成形、輪轂沖孔、幅板壓彎、車輪幾何形狀尺寸的矯正、熱處理、機(jī)加工、車輪檢測(cè)和試驗(yàn)等。輪坯變形部分一般是用若干臺(tái)水壓機(jī)和一臺(tái)輪軋機(jī)來完成的，其熱成形工藝為
(1)對(duì)鋼坯分段下料，在模鍛水壓機(jī)上經(jīng)高壓水除磷后鐓粗成一定高度的圓餅坯料；
(2)在60MN下拉式模鍛水壓機(jī)上利用預(yù)成形模具，對(duì)坯料進(jìn)行預(yù)成形工步的加工，成形輪轂和輪輞以及部分幅板厚度；
(3)用IOMN復(fù)動(dòng)沖孔水壓機(jī)進(jìn)行沖孔；
(4)在七輥臥式軋機(jī)上對(duì)輪輻輾軋，使輪輞的徑向達(dá)到熱鍛件的直徑，輪輻的厚度減小，踏面成形；
(5)用30MN雙動(dòng)拉深壓彎水壓機(jī)彎曲幅板，使之達(dá)到要求的厚度，并使輪形得到校正。以上兩篇文獻(xiàn)都證實(shí)了現(xiàn)有的國內(nèi)外的火車輪生產(chǎn)工藝中鐓粗、壓痕(也稱為成型)均是分別需要兩臺(tái)壓力機(jī)，所以進(jìn)行鍛壓成型生產(chǎn)線上需要配置三臺(tái)壓力機(jī)。壓力機(jī)的價(jià)格比較昂貴，企業(yè)的生產(chǎn)成本高，如果能將鐓粗、壓痕工序合并在一臺(tái)壓力機(jī)上進(jìn)行，將會(huì)節(jié)省一臺(tái)壓力機(jī)，極大的降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。但其主要難點(diǎn)在于如果在一臺(tái)壓力機(jī)上完成鐓粗、壓痕，那么利用現(xiàn)有的壓力機(jī)只能是采用成型壓力機(jī)，但是在成型壓力機(jī)上鐓粗，其操作精度難以保證，壓制出來的毛坯出現(xiàn)偏心的可能性大大增加了。如何解決精度問題是關(guān)鍵所在。另外，在一臺(tái)壓力機(jī)上完成鐓粗、壓痕需要壓力機(jī)功能增加，壓力機(jī)的操作也更加困難。在火車輪的生產(chǎn)方法中，原來的技術(shù)方案是先車削加工后熱處理工藝生產(chǎn)，車輪產(chǎn)生翹曲變形。尺寸精度差，內(nèi)部缺陷無法發(fā)現(xiàn)，表面附著氧化鐵皮，影響外觀及使用安全。而現(xiàn)在開始采用國外的先熱處理后機(jī)加工的生產(chǎn)工藝，但是這種方式加工出來的火車輪會(huì)有部分產(chǎn)品會(huì)隨著時(shí)間的增加因?yàn)閼?yīng)力釋放發(fā)生變形，影響正常使用；熱處理后再機(jī)加工的火車輪，有一部分存在表面硬度層的馬氏體層厚度不夠，導(dǎo)致部分火車輪硬度不夠，影響了產(chǎn)品的合格率
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題
針對(duì)現(xiàn)有的火車輪生產(chǎn)工藝中，需要三臺(tái)壓力機(jī)，生產(chǎn)成本高的問題，本發(fā)明提供一種火車輪生產(chǎn)綜合壓力機(jī)及火車輪生產(chǎn)方法，其可以在一臺(tái)機(jī)器上完成鐓粗、壓痕工序，使得火車輪生產(chǎn)過程中減少一臺(tái)壓力機(jī)，降低生產(chǎn)成本。技術(shù)方案
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為
一種火車輪生產(chǎn)綜合壓力機(jī)，包括壓力機(jī)本體，所述的壓力機(jī)本體有支架和壓力裝置組成，還包括對(duì)中抱鉗和液壓伸縮裝置，所述的壓力機(jī)本體的底部有水平的底板；所述的底板上有第一底模和第二底模，底板的一端與液壓伸縮裝置連接；所述的對(duì)中抱鉗有兩個(gè)，分別位于壓力機(jī)本體的兩側(cè)；所述的第一底模為成型壓力機(jī)的壓痕底模，第二底模為鐓粗壓力機(jī)的墩粗底模。進(jìn)一步地，所述的第一底模位于第二底模和液壓伸縮裝置之間。進(jìn)一步地，所述的液壓伸縮裝置的伸縮行程等于第一底模圓心與第二底模圓心之間的距離。進(jìn)一步地,所述的壓力機(jī)本體為100MN油壓機(jī)。一種火車輪生產(chǎn)方法，其步驟為
(1)加熱好的鋼坯被送到高壓水除鱗裝置中除去鋼坯周圍的氧化鐵皮，鋼坯的上、下、側(cè)面都布置噴水環(huán)，去除氧化鐵皮；再由機(jī)械手將紅鋼坯移出高壓水除鱗裝置，送到火車輪生產(chǎn)綜合壓力機(jī)的第二底模上；
(2)火車輪生產(chǎn)綜合壓力機(jī)的第二底模與壓力機(jī)本體的壓力裝置配合進(jìn)行第一次壓制，鋼還被壤粗，對(duì)中抱甜將鋼還抬起；
(3)液壓伸縮裝置通過伸縮控制第二底模移出壓力機(jī)本體，第一底模移入壓力機(jī)本體的壓力裝置的下方，對(duì)中抱鉗將墩粗的鋼坯放入第一底模，壓力機(jī)本體的壓力裝置與第一底模配合完成對(duì)該鋼坯的壓痕工作，鋼坯形成輪件，同時(shí)移入下一個(gè)鋼坯放在第二底模上；
(4)液壓伸縮裝置控制底板移動(dòng)，使得第二底模重新移入壓力機(jī)本體，開始對(duì)下一個(gè)鋼坯的操作，第一底模將已經(jīng)壓痕的鋼坯移出壓力機(jī)本體，進(jìn)入下一道工序；(5)軋制完成后，機(jī)械手把軋制好的輪件從車輪軋機(jī)中去取出，移送到壓彎、沖孔壓力機(jī)的下固定式工作臺(tái)上，輪件在該壓力機(jī)上進(jìn)行壓彎、沖孔，成為熱軋粗制車輪。進(jìn)一步地，所述的步驟(5)中還包括將熱軋粗制車輪進(jìn)行后續(xù)處理，所述的后續(xù)處理是指將熱軋粗制車輪淬火、回火、性能檢查、拋丸除鱗、半成品尺寸檢查、機(jī)加工、冷打字、超聲波探傷、磁粉探傷、拋丸、靜平衡試驗(yàn)、鉆鏜注油孔、成品檢查、涂油、包裝、入庫。更進(jìn)一步地，所述的步驟(5)中的磁粉探傷與拋丸之間還包括二次淬火和回火。有益效果
采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果
(1)本發(fā)明火車輪生產(chǎn)綜合壓力機(jī)，包括壓力機(jī)本體，還包括對(duì)中抱鉗和液壓伸縮裝置，壓力機(jī)本體的底部有水平的底板，底板上有第一底模和第二底模，底板的一端與液壓伸 縮裝置連接，對(duì)中抱鉗有兩個(gè)，分別位于壓力機(jī)本體的兩側(cè)，第一底模為成型壓力機(jī)的壓痕底模，第二底模為鐓粗壓力機(jī)的墩粗底模，使得本發(fā)明的壓力機(jī)既可以完成墩粗，也可以完成壓痕作業(yè)，使得火車輪的生產(chǎn)中可以減少一臺(tái)壓力機(jī)，生產(chǎn)線少了 I臺(tái)鐓粗壓力機(jī)以及鐓粗壓力機(jī)與成型壓力機(jī)之間的機(jī)械手I臺(tái)，設(shè)備重量減少約500t，設(shè)備成本降低，節(jié)約了成本；
(2)本發(fā)明由于取消了鐓粗壓力機(jī)和鐓粗壓力機(jī)與成型壓力機(jī)之間的機(jī)械手，生產(chǎn)線占地面積減少約IOOm2 ；
(3)本發(fā)明由于取消了鐓粗壓力機(jī)和鐓粗壓力機(jī)和成型壓力機(jī)之間的機(jī)械手，生產(chǎn)線設(shè)備維護(hù)成本降低；
(4)本發(fā)明液壓伸縮裝置的伸縮行程等于第一底模圓心與第二底模圓心之間的距離，保證第一底模圓心與第二底模的圓心在底板移動(dòng)時(shí)都對(duì)準(zhǔn)壓力機(jī)本體的壓力裝置的中心，確保了墩粗和壓痕的加工精度；
(5)本發(fā)明步驟(3)中液壓伸縮裝置通過伸縮控制第二底模移出壓力機(jī)本體，第一底模移入壓力機(jī)本體的壓力裝置的下方，對(duì)中抱鉗將墩粗的鋼坯放入第一底模，壓力機(jī)本體的壓力裝置與第一底模配合完成對(duì)該鋼坯的壓痕工作，鋼坯形成輪件，同時(shí)移入下一個(gè)鋼坯放在第二底模上，控制精度高，生產(chǎn)效率高；
(6)本發(fā)明火車輪生產(chǎn)方法的步驟(5)中的磁粉探傷與拋丸之間還包括二次淬火和回火，能防止火車輪的后續(xù)變形，保證火車輪的尺寸保持不變，同時(shí)火車的硬度增加，表面的馬氏體層增厚，保證了火車輪的硬度，減少了產(chǎn)品的不合格率。


圖I為本發(fā)明火車輪生產(chǎn)綜合壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、壓力機(jī)本體；2、對(duì)中抱鉗；3、液壓伸縮裝置；4、底板；5、第一底模；6、第二底模；100、地面。
具體實(shí)施例方式為進(jìn)一步解釋本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。如圖I所示，一種火車輪生產(chǎn)綜合壓力機(jī)，包括壓力機(jī)本體I，壓力機(jī)本體I有支架和壓力裝置組成，壓力機(jī)本體I為100MN油壓機(jī)，還包括對(duì)中抱鉗2和液壓伸縮裝置3，壓力機(jī)本體I的底部有水平的底板4 ;底板4上有第一底模5和第二底模6，底板4的一端與液壓伸縮裝置3連接；第一底模5位于第二底模6和液壓伸縮裝置3之間。液壓伸縮裝置3的伸縮行程等于第一底模5圓心與第二底模6圓心之間的距離。對(duì)中抱鉗2有兩個(gè)，分別位于壓力機(jī)本體I的兩側(cè)；第一底模5為成型壓力機(jī)的壓痕底模，第二底模6為鐓粗壓力機(jī)的墩粗底模。底板4和液壓伸縮裝置3的底面都緊貼在地面100上。一種火車輪生產(chǎn)方法，其步驟為
(1)鋼坯原料選用直徑450mm長(zhǎng)度為IOOOmm的連鑄圓坯，加熱爐將鋼坯加熱到1200-1300°C，加熱好的鋼坯被送到高壓水除鱗裝置中除去鋼坯周圍的氧化鐵皮，高壓水工作壓力為23MPa，鋼坯的上、下、側(cè)面都布置噴水環(huán)，去除氧化鐵皮，干凈徹底；再由機(jī)械手將紅鋼坯移出高壓水除鱗裝置，送到火車輪生產(chǎn)綜合壓力機(jī)的第二底模6上；液壓伸縮裝置3收縮，使得第二底模6移動(dòng)到壓力機(jī)本體I的壓力裝置的下方；
(2)火車輪生產(chǎn)綜合壓力機(jī)的第二底模6與壓力機(jī)本體I的壓力裝置配合進(jìn)行第一次 壓制，鋼還被壤粗，對(duì)中抱甜2將鋼還抬起；
(3)液壓伸縮裝置3伸長(zhǎng)，液壓伸縮裝置3通過控制底板4的移動(dòng)，第二底模6移出壓力機(jī)本體1，第一底模5移入壓力機(jī)本體I的壓力裝置的下方，對(duì)中抱鉗2將墩粗的鋼坯放入第一底模5，壓力機(jī)本體I的壓力裝置與第一底模5配合完成對(duì)該鋼坯的壓痕工作，鋼坯形成輪件，同時(shí)移入下一個(gè)鋼還放在第二底模6上；
(4)液壓伸縮裝置3縮短，控制底板4向液壓伸縮裝置3的方向移動(dòng)，使得第一底模5移出壓力機(jī)本體1，第二底模6重新移入壓力機(jī)本體1，開始對(duì)下一個(gè)鋼坯的操作，第一底模5將已經(jīng)壓痕的鋼坯移出壓力機(jī)本體1，進(jìn)入下一道工序；
(5)軋制完成后，機(jī)械手把軋制好的輪件從車輪軋機(jī)中去取出，移送到50MN的壓彎、沖孔壓力機(jī)的下固定式工作臺(tái)上，輪件在該壓力機(jī)上進(jìn)行壓彎、沖孔，成為熱軋粗制車輪，然后將熱軋粗制車輪進(jìn)行后續(xù)處理。后續(xù)處理為將熱軋粗制車輪淬火、回火、性能檢查、拋丸除鱗、半成品尺寸檢查、機(jī)加工、冷打字、超聲波探傷、磁粉探傷、二次淬火和回火、拋丸、靜平衡試驗(yàn)、鉆鏜注油孔、成品(尺寸及硬度)檢查、涂油、包裝、入庫。本發(fā)明火車輪生產(chǎn)綜合壓力機(jī)在保證加工精度的同時(shí)不但使得火車輪生產(chǎn)線減少設(shè)備數(shù)量，節(jié)約了生產(chǎn)占地面積和機(jī)器成本，降低了企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，而且本發(fā)明的生產(chǎn)方法還保證火車輪的尺寸保持不變，同時(shí)火車的硬度增加，表面的馬氏體層增厚，保證了火車輪的硬度，減少了產(chǎn)品的不合格率。
權(quán)利要求
1.一種火車輪生產(chǎn)綜合壓力機(jī)，包括壓力機(jī)本體(I)，所述的壓力機(jī)本體(I)有支架和壓力裝置組成，其特征在于還包括對(duì)中抱鉗(2)和液壓伸縮裝置(3)，所述的壓力機(jī)本體(O的底部有水平的底板(4);所述的底板(4)上有第一底模(5)和第二底模(6)，底板(4)的一端與液壓伸縮裝置(3)連接；所述的對(duì)中抱鉗(2)有兩個(gè)，分別位于壓力機(jī)本體(I)的兩側(cè)；所述的第一底模(5)為成型壓力機(jī)的壓痕底模，第二底模(6)為鐓粗壓力機(jī)的墩粗底模。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的火車輪生產(chǎn)綜合壓力機(jī)，其特征在于所述的第一底模(5)位于第二底模(6 )和液壓伸縮裝置(3 )之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的火車輪生產(chǎn)綜合壓力機(jī)，其特征在于所述的液壓伸縮裝置(3)的伸縮行程等于第一底模(5)圓心與第二底模(6)圓心之間的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的火車輪生產(chǎn)綜合壓力機(jī)，其特征在于所述的壓力機(jī)本體(I)為100麗油壓機(jī)。
5.一種火車輪生產(chǎn)方法，其步驟為 (I)加熱好的鋼坯被送到高壓水除鱗裝置中除去鋼坯周圍的氧化鐵皮，鋼坯的上、下、側(cè)面都布置噴水環(huán)，去除氧化鐵皮；再由機(jī)械手將紅鋼坯移出高壓水除鱗裝置，送到火車輪生產(chǎn)綜合壓力機(jī)的第二底模(6)上； (1)火車輪生產(chǎn)綜合壓力機(jī)的第二底模(6)與壓力機(jī)本體(I)的壓力裝置配合進(jìn)行第一次壓制，鋼還被壤粗，對(duì)中抱甜(2)將鋼還抬起； (2)液壓伸縮裝置(3)通過伸縮控制第二底模(6)移出壓力機(jī)本體(1)，第一底模(5)移入壓力機(jī)本體(I)的壓力裝置的下方，對(duì)中抱鉗(2)將墩粗的鋼坯放入第一底模(5)，壓力機(jī)本體(I)的壓力裝置與第一底模(5)配合完成對(duì)該鋼坯的壓痕工作，鋼坯形成輪件，同時(shí)移入下一個(gè)鋼還放在第二底模(6)上； (3 )液壓伸縮裝置(3 )控制底板(4 )移動(dòng)，使得第二底模(6 )重新移入壓力機(jī)本體(4 )，開始對(duì)下一個(gè)鋼坯的操作，第一底模(5)將已經(jīng)壓痕的鋼坯移出壓力機(jī)本體(1)，進(jìn)入下一道工序； (5)軋制完成后，機(jī)械手把軋制好的輪件從車輪軋機(jī)中去取出，移送到壓彎、沖孔壓力機(jī)的下固定式工作臺(tái)上，輪件在該壓力機(jī)上進(jìn)行壓彎、沖孔，成為熱軋粗制車輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種火車輪生產(chǎn)方法，其特征在于，所述的步驟(5)中還包括將熱軋粗制車輪進(jìn)行后續(xù)處理，所述的后續(xù)處理是指將熱軋粗制車輪淬火、回火、性能檢查、拋丸除鱗、半成品尺寸檢查、機(jī)加工、冷打字、超聲波探傷、磁粉探傷、拋丸、靜平衡試驗(yàn)、鉆鏜注油孔、成品檢查、涂油、包裝、入庫。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種火車輪生產(chǎn)方法，其特征在于，所述的步驟(5)中的磁粉探傷與拋丸之間還包括二次淬火和回火。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種火車輪生產(chǎn)綜合壓力機(jī)及火車輪生產(chǎn)方法，屬于火車輪加工工藝領(lǐng)域。其包括壓力機(jī)本體，所述的壓力機(jī)本體有支架和壓力裝置組成，還包括對(duì)中抱鉗和液壓伸縮裝置，所述的壓力機(jī)本體的底部有水平的底板；所述的底板上有第一底模和第二底模，底板的一端與液壓伸縮裝置連接；所述的對(duì)中抱鉗有兩個(gè)，分別位于壓力機(jī)本體的兩側(cè)；所述的第一底模為成型壓力機(jī)的壓痕底模，第二底模為鐓粗壓力機(jī)的墩粗底模。本發(fā)明可以在一臺(tái)機(jī)器上完成鐓粗、壓痕工序，使得火車輪生產(chǎn)過程中減少一臺(tái)壓力機(jī)，降低生產(chǎn)成本，具有加工精度高、火車輪的尺寸穩(wěn)定、火車輪表面的硬度高和產(chǎn)品的不合格率低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B21J5/08GK102873245SQ201210406608
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者蔡長(zhǎng)生, 李伏武, 袁玉梅 申請(qǐng)人:安徽馬鋼工程技術(shù)有限公司